lämpösäteilystä, ja sen muuntamisesta

lämpösäteilystä, ja sen muuntamisesta

ViestiKirjoittaja penttinen » 26.09.2009 12:11

Lämpöä on koitettu muuttaa muuksi energiamuodoksi jo pitkään. Lämpövoimakoneiden hyötysuhde on surkea yhä edelleen. Carnotin laki ( http://fi.wikipedia.org/wiki/Carnot'n_kierto ) asettaa rajat koneille, jotka muuttaa lämpösäteilyn mekaaniseksi työksi. Tämä pätee niin ydinvoimaloihin kuin autonmoottoreihin. Hyötysuhde on karkeasti n. 0,3 sähkön tuotannossakin. Ja loput menee pohjolan oloissa talvella kaukolämmöksi. Päiväntasaajalla on toinen tilanne.Hukkaa tulee pirusti. (sähköauton ekoloogisuus on hyvin kyseenalaista) Lämpövoimakone ei juurikaan ole parantunut viimeiseen sataan vuoteen. Mm. Henry Foordin hoppa kulki 7 litralla 100 km. :) Kuitenkaan Carnotin laki ei päde kohdassa, jossa kyseessä on erikoinen aine Vesi. Veden koon muutos tekee poikkeuksen 4 asteen paikkeilla (+4:stä nollaan mentäessä vesi laajenee, ja jäätyessään laajenee voimakkaasti (10 %))

No, mitä lämpösäteily on? Fotonien liikettä. Verrataan radioaaltoihin: ei muuta eroa, kuin taajuus. Radioaalloissa on antennin pituudella merkitys vastaanottoon. pienempi aallonpituus, niin sitä lyhämpi antenni. Mutta lämpö menee niin pieneksi, jotta vastaan ottavan antennin rakentaminen on mahdotonta. Lämpösäteily ei siis suoraan saa elektroneja liikkeelle metallissa, kuten veljensä radioaalto pidempänä ja matalataajuisempana. (ajatuksia?? )

Ongelma on myös se, että hajaantunutta lämpöä ei voi pakata kasaan uudelleen. Ei ole konetta/laitetta, joka pystyisi ottamaan ympäristöstä lämpöä, ja asettamaan sen korkeampaan lämpötilaan. käytännön esimerkkinä meillä on kuuma kappale, joka jäähtyy ympäristöönsä. Millään ilveellä ei (kai?) saa lämpöä takaisin kappaleeseen. Ajatukseen tuli laserointi. Laserhan järjestää eri vaiheiset sähkömagneettiset aallot samaan järjestykseen. Lähtevä säteily on hyvin koherenttia. Ts. saman vaiheista. Tällöin teho kasvaa verrattuna epäkoherenttiin säteilyyn. Infrapuna-alueella on olemassa lasereita. Mikä nyt sitten estää lämpöalueen laseroinnin? Ts ympärillä olevan epäkoherentin lämpösäteilun järjestämisen koherentiksi, jolloin intensiteetti kasvaisi ja saataisi käyttökelpoista energiaa. Siis kuuma piste aikaiseksi, joka voitaisi hyödyntää sitten vaikka lämpövoimakoneen pyörittämiseen.

Lämpöpumppu on ikiliikkujan :) kaltainen kapistus, mutta siihenkin pätee carnotin lait. Oikeastaan lämpöpumppu on aivan samanlainen prosessiltaan kuin vaikkapa sähkövoimalaitos. Hommaa "pyäritetään" vain toisesta kohdasta. Turbiini on korvattu kompressorilla. Hyötysuhteetkin on samat, joskin vaan toisin päin. Oikeastaan langatonta/putketonta lämpöä voimalasta kotiin. Sen mitä voimala hukkaa (2/3 osaa) , niin sen lämpöpumppu kerää takaisin. lopputulos +-0, paitsi on tarvittu kaikenlaista metallisälää paljon enemmän, kuin jos poltettaisi sama määrä polttoainetta suoraan kohteessa. (!)

Ilmeisesti siis lämpösäteilyn fotoni"virta" tai värähtelu on niin hajonnutta, joka suunnasta tulevaa, ettei sitä helposti voi hyödyntää aaltomaisuutensa vuoksi. (Braunin satunnaisliike kuvaa tätä http://fi.wikipedia.org/wiki/Brownin_liike)

Suurennuslasi on oikeastaan mielenkiintoinen havaintoväline lämpösäteilyn tutkimiseen: Auringon paistaessa sillä saa sytytettyä vaikka tulipalon. Mutta tarkasti havainnoitaessa eri taajuiset säteilyt taittuu eri lailla linssistä. Optimaalisin, kuumin piste ei suinkaan ole se sama, mikä on kirkkain kohta. Siis se piste, mikä tulee paperiin auringon valoa kohdisteltaessa ei ole kuumin, vaan kirkkain. Kuumin kohta on muistaakseni hieman lähempänä linssiä. Tässähän olisi juuri halutut ominaisuudet: kerää ympäriltä matalampaa säteilyä ja tekee siitä tehokkaamman kimpun. Mutta ei vaan toimi huoneenlämmössä. ;) pitää olla jokin kuuma kohta, säteilyn lähde. joka hukkaa ympäristöönsä paljon, ja josta saadaan jotain hieman sitten zoomailtua..

Tämä oli tälläinen ajatuksen virtaa- kirjoitus. Tulisikos jollain jotain abstraktia mieleen?
Homman pointti on siis saada lämpösätely vaikkapa sähköksi, tms jotenkin muuten, kuin monta sataa vuotta vanhalla teknikallamme. Joka palvelee yhä meidän liki kaikissa energiatarpeissamme.
valosähköiset asiat on toinen juttu, kuten aurinkosähkökenno.
penttinen
 
Viestit: 779
Liittynyt: 16.09.2009 22:13

Re: lämpösäteilystä, ja sen muuntamisesta

ViestiKirjoittaja siviili2003 » 05.10.2009 19:24

Harold Aspden on käsittääkseni jo patentoinut uudentyyppisen lämmöstä sähköksi generaattorin.

katso google patent haulla mitä harold onkaan kehittänyt, hae nimellä ensin ja katso sitten vaikka esimerkiksi patentti US5065085


sellainen seikka tuli mieleen että kappaleen lämpötila on kappaleen mittauskohdan keskimääräinen lämpötila, jolloin kappaleessa mittauskohdalla molekyylien liike on joko kokonaan pysähdyksissä ja toisilla niistä molekyyleistä joko hidastuvassa tai kiihtyvässä liikkeessä.

ne molekyylit jotka ovat kokonaan pysähdyksissä, niiden lämpötila on 273 astetta miinuksella, eli absoluuttisessa nollapisteessä. ja jotkut toiset molekyylit ovat jossain päinvastaisessa (about 10 miljoonaa astetta celsiusta) lämpötilassa, ja vaihteleva määrä molekyylejä siltä väliltä.

tähän saumaan olisi varmasti kiva kehittää lämpövärähtely diodi, joka pakottaisi kappaleen molekyylit pomppimaan keskimääräisesti vain yhteen suuntaan tai luovimalla 45 asteen kulmassa sinne päin, mutta tuloksena saattaisi olla kappale joka lähtee pöydällä liikkeelle molekyylien inertia virran suuntaan, jolloin tietysti voisimme saada kappaleen sisältämän lämpöenergian talteen liike-energiana. :geek:
Avatar
siviili2003
 
Viestit: 2911
Liittynyt: 16.09.2009 20:08

Re: lämpösäteilystä, ja sen muuntamisesta

ViestiKirjoittaja siviili2003 » 26.10.2009 20:55

Patent Number Title Issue date
1717413 INGHOUSE EIECTBIC Jun 1929
3202844 ENERGY CONVERSION APPARATUS Aug 1965
3234411 APPARATUS FOR CONVERTING THERMAL ENERGY INTO ELECTRIC ENERGY Feb 1966
3312840 THERMIONIC GENERATORS EMBODYING MAIN AND AUXILIARY DISCHARGE CHAMBERS, CLOSELY SPACED EMITTER AND COLLECTOR STRUCTURES, AND MEANS FOR NEUTRALIZING SELF-MAGNETIC FIELDS Apr 1967
3393330 VT FZCW Jul 1968
3899696 ELECTRIC POWER GENERATION SYSTEM Aug 1975

Patent number: 4772816
Filing date: Oct 14, 1986
Issue date: Sep 20, 1988

The apparatus uses a magnetic field (80) to accelerate a charged particle radially towards a target electrode (10). The increased kinetic energy of the particles enables the particle to give up more electrical energy to the target electrode (10) than was initially given to it. This charges the...
Inventor: Geoffrey M. Spence
¤
EDIT 27.lokakuuta 2009

lisäys..., olisko näistä vanhoista patenteista apua jatkokehittelyyn Yater keksijänä ja reversible thermoelectric conversion, usan patentti numerot 5356484, 5470395,5623119, 5889287
Avatar
siviili2003
 
Viestit: 2911
Liittynyt: 16.09.2009 20:08


Paluu Fysiikka

Paikallaolijat

Käyttäjiä lukemassa tätä aluetta: Ei rekisteröityneitä käyttäjiä ja 23 vierailijaa